Fiche technique de la LED Super Rouge PLCC-4 - 3.5x3.0x1.9mm - 2.35V - 0.1175W - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une LED Super Rouge haute performance dans un boîtier monté en surface PLCC-4 (Porteur de puce à broches plastique). Le dispositif est conçu principalement pour des applications exigeantes en éclairage automobile, tant intérieur qu'extérieur. Ses principaux avantages incluent une intensité lumineuse élevée, un large angle de vision et une construction robuste répondant à des normes strictes de fiabilité de qualité automobile telles que AEC-Q102, la résistance au soufre (Classe A1), et la conformité aux exigences RoHS, REACH et sans halogène. Le marché cible englobe les constructeurs automobiles (OEM) et les fournisseurs de rang 1 développant des systèmes d'éclairage avancés.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques photométriques et électriques

Les performances de la LED sont caractérisées sous un courant direct typique (IF) de 50mA. L'intensité lumineuse typique (IV) est de 1800 millicandelas (mcd), avec un minimum de 1400 mcd et un maximum de 2800 mcd, indiquant un tri potentiel pour la luminosité. La tension directe (VF) est typiquement de 2,35V, variant de 2,0V à 2,75V, ce qui est crucial pour la conception du circuit de commande et les calculs de dissipation de puissance. La longueur d'onde dominante (λd) est centrée sur 630 nm (spectre Super Rouge), avec une plage de 627 nm à 639 nm. Une caractéristique clé est le très large angle de vision de 120 degrés (φ), offrant un éclairage large et uniforme adapté à la signalisation et à l'éclairage d'ambiance.

2.2 Valeurs maximales absolues et gestion thermique

Les limites critiques ne doivent pas être dépassées pour garantir la longévité du dispositif. Le courant direct continu maximal absolu est de 70 mA, avec un courant de surtension (IFM) de 100 mA pour des impulsions ≤10 μs. La température maximale de jonction (TJ) est de 125°C, et la plage de température de fonctionnement (Topr) est de -40°C à +110°C, adaptée aux environnements automobiles sévères. La gestion thermique est vitale ; la résistance thermique de la jonction au point de soudure (Rth JS) est spécifiée avec deux valeurs : une mesure \"réelle\" (Typ. 70 K/W, Max 95 K/W) et une mesure \"électrique\" (Typ. 50 K/W, Max 67 K/W). Ce paramètre relie directement la dissipation de puissance (Pd = VF * IF) à l'élévation de température à la jonction. La courbe de déclassement montre que le courant direct doit être réduit lorsque la température du plot de soudure augmente, par exemple à 57 mA à une température de plot de 110°C.

3. Explication du système de tri

Pour garantir l'uniformité en production, les LED sont triées en lots (bins) en fonction de paramètres clés.

3.1 Tri par intensité lumineuse

Trois groupes d'intensité sont définis : AB (1400-1800 mcd), BA (1800-2240 mcd) et BB (2240-2800 mcd). Les plages de flux lumineux correspondantes (à titre indicatif) sont également fournies.

3.2 Tri par longueur d'onde dominante

La longueur d'onde est triée par pas de 3 nanomètres, de 2730 (627-630 nm) à 3639 (636-639 nm). Cela permet de sélectionner des LED avec des points de couleur très spécifiques.

3.3 Tri par tension directe

Les lots de tension sont définis par incréments de 0,25V, de 1720 (1,75-2,00V) à 2527 (2,50-2,75V). L'appariement des lots VF peut être important pour l'équilibrage du courant dans les réseaux multi-LED.

4. Analyse des courbes de performance

4.1 Courbe IV et intensité relative

Le graphique Courant Direct vs Tension Directe montre une relation exponentielle caractéristique. La courbe Intensité Lumineuse Relative vs Courant Direct est presque linéaire jusqu'au 50mA typique, indiquant une bonne efficacité dans la plage de fonctionnement normale.

4.2 Dépendance à la température

Plusieurs graphiques illustrent les performances thermiques. La Tension Directe Relative vs Température de Jonction a un coefficient négatif, diminuant d'environ 0,2V sur une plage de 150°C, ce qui peut être utilisé pour la détection de température. L'Intensité Lumineuse Relative vs Température de Jonction montre une diminution de la sortie lorsque la température augmente, un facteur critique pour la conception thermique. Le décalage de la Longueur d'Onde Dominante vs Température de Jonction indique un décalage vers le rouge (augmentation de la longueur d'onde) avec le chauffage, ce qui est typique pour les LED AlInGaP.

4.3 Distribution spectrale et diagramme de rayonnement

Le graphique des Caractéristiques de Longueur d'Onde montre un pic spectral étroit autour de 630 nm, confirmant la couleur rouge pure. Le Diagramme Typique des Caractéristiques de Rayonnement représente visuellement le motif d'angle de vision de 120 degrés.

4.4 Capacité de traitement des impulsions

Un graphique détaille le courant d'impulsion admissible en fonction de la largeur d'impulsion pour différents cycles de service. Ceci est essentiel pour concevoir des circuits à fonctionnement pulsé, comme dans les systèmes de gradation PWM ou de communication.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

La LED utilise un boîtier PLCC-4 standard. Le dessin mécanique (impliqué par la référence de section) spécifierait les dimensions exactes (typiquement environ 3,5mm x 3,0mm x 1,9mm), l'espacement des broches et la géométrie de la lentille. La polarité est indiquée par la forme du boîtier et/ou un marquage sur le dessus ou le dessous. Un schéma de pastille de soudure recommandé est fourni pour assurer la formation fiable des joints de soudure et une dissipation thermique correcte pendant le refusion.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

Le dispositif est conçu pour le soudage par refusion à une température de pointe de 260°C pendant 30 secondes, suivant un profil standard avec des vitesses de montée en température, de maintien et de refroidissement contrôlées. Les précautions incluent d'éviter les contraintes mécaniques sur la lentille, d'empêcher la contamination et de s'assurer que la pastille thermique est correctement soudée pour un transfert de chaleur optimal. Les conditions de stockage doivent être dans la plage spécifiée de -40°C à +110°C dans un environnement sec.

7. Conditionnement et informations de commande

Le conditionnement se fait typiquement en bande et bobine pour l'assemblage automatisé. La structure du numéro de pièce est décodée comme suit : 67-41 (Famille), SR (Couleur Super Rouge), 050 (Courant de test 50mA), 1 (Porte-broches en or), H (Niveau de haute luminosité), AM (Application automobile). Ce codage permet une identification précise des caractéristiques de performance du dispositif.

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Les applications principales sont l'éclairage extérieur automobile (par exemple, le troisième feu stop central - CHMSL, les feux arrière combinés, les feux de position latéraux) et l'éclairage intérieur (par exemple, rétroéclairage du tableau de bord, éclairage des commutateurs, éclairage d'ambiance). La haute luminosité et le large angle la rendent adaptée aux applications en vue directe et avec guide de lumière.

8.2 Considérations de conception

Les concepteurs doivent considérer la limitation de courant, typiquement en utilisant un pilote à courant constant ou une résistance en série avec une source de tension stable. La gestion thermique est primordiale ; la conception du PCB doit fournir une pastille thermique adéquate et éventuellement des vias thermiques pour dissiper la chaleur. La sensibilité ESD de 2kV (HBM) nécessite des précautions de manipulation ESD standard pendant l'assemblage. Pour les environnements riches en soufre, la cote de robustesse au soufre Classe A1 doit être vérifiée par rapport à l'environnement d'application spécifique.

9. Comparaison et différenciation techniques

Comparée aux LED rouges standard, la formulation \"Super Rouge\" de ce dispositif offre une intensité lumineuse plus élevée et une couleur plus saturée. Le boîtier PLCC-4 offre une interface mécanique et thermique plus robuste que les boîtiers plus petits comme 0603 ou 0805. La combinaison de la qualification AEC-Q102, de la large plage de température et de la résistance au soufre la cible spécifiquement pour un usage automobile, la différenciant des composants de qualité commerciale qui pourraient ne pas survivre au cycle de vie sévère de l'automobile.

10. Questions fréquemment posées (Basées sur les paramètres techniques)

Q : Quel courant de commande dois-je utiliser ?

R : Le courant de fonctionnement typique est de 50mA, fournissant les 1800mcd spécifiés. Il peut être piloté jusqu'à 70mA en continu pour une sortie plus élevée, mais le déclassement thermique doit être appliqué comme indiqué sur le graphique. Ne pas fonctionner en dessous de 5mA.

Q : Comment interpréter les deux valeurs différentes de résistance thermique ?

R : La Rth JS \"réelle\" est mesurée physiquement et est plus conservative. La Rth JS \"électrique\" est dérivée des paramètres électriques et peut être plus faible. Pour une conception thermique fiable, il est recommandé d'utiliser la valeur \"réelle\" plus élevée (Max 95 K/W).

Q : Puis-je utiliser le PWM pour la gradation ?

R : Oui, le graphique de capacité de traitement des impulsions fournit des directives. Par exemple, à un cycle de service de 1% (D=0,01), des impulsions courtes significativement supérieures à 70mA sont permises, permettant une gradation PWM efficace.

Q : Un dissipateur thermique est-il requis ?

R : Pour un fonctionnement continu à 50mA ou plus, surtout à des températures ambiantes élevées, une dissipation thermique efficace via la pastille thermique du PCB est essentielle pour maintenir la température de jonction en dessous de 125°C et préserver la sortie lumineuse et la longévité.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Cas : Conception d'un CHMSL (Troisième feu stop central)

Un concepteur a besoin de 15 LED pour un réseau CHMSL. Il sélectionne des LED du lot d'intensité BA (1800-2240 mcd) et du lot de longueur d'onde 3033 (630-633 nm) pour l'uniformité de couleur. En utilisant un système électrique de véhicule de 13,8V et visant 50mA par LED, il conçoit un circuit avec trois chaînes parallèles de 5 LED chacune. Une résistance série est calculée pour chaque chaîne sur la base de la VF typique de 2,35V (5 * 2,35V = 11,75V). La valeur de la résistance est (13,8V - 11,75V) / 0,05A = 41 Ohms. Un PCB avec une zone de cuivre pleine sous la pastille thermique de la LED est conçu pour servir de dissipateur thermique, maintenant la température du plot de soudure en dessous de 80°C pour permettre un fonctionnement complet à 50mA selon la courbe de déclassement.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Il s'agit d'une diode électroluminescente à base de semi-conducteur Phosphure d'Aluminium Indium Gallium (AlInGaP). Lorsqu'une tension directe dépassant son énergie de bande interdite est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active, libérant de l'énergie sous forme de photons. La composition spécifique des couches AlInGaP détermine l'énergie de bande interdite, qui correspond à la longueur d'onde rouge de la lumière émise (environ 630 nm). La lentille en époxy du boîtier PLCC façonne la sortie lumineuse pour obtenir l'angle de vision de 120 degrés.

13. Tendances et évolutions technologiques

La tendance pour les LED automobiles va vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), une densité de puissance accrue et une plus grande intégration (par exemple, boîtiers multi-puces, pilotes intégrés). Il y a également une poussée pour une stabilité de couleur améliorée sur la température et la durée de vie. De plus, de nouveaux formats de boîtiers avec des performances thermiques améliorées, tels que les substrats céramiques ou les boîtiers moulés avancés, émergent pour gérer les niveaux de puissance plus élevés requis pour des applications comme les faisceaux adaptatifs (ADB) et la micro-projection. L'adhésion à des normes comme AEC-Q102 et la résistance chimique spécifique (soufre, humidité) continuent d'être un facteur de différenciation critique pour les composants de qualité automobile.